Thời gian gần đây, thuật ngữ “IPsec” được nhiều người nhắc đến nhưng các thông tin trên mạng còn rất mơ hồ và còn thiếu nhiều thông tin. Hãy cùng Terus tìm câu trả lời cho câu hỏi: IPsec là gì?
IPsec như một chiếc hộp kín, được khóa bằng mật mã, dùng để bảo vệ thông tin quan trọng khi gửi đi qua mạng internet. Khi dữ liệu được đóng gói vào chiếc hộp này, chỉ những người có chìa khóa phù hợp mới mở được ra, đảm bảo thông tin không bị kẻ xấu xem trộm.Trong thuật ngữ “IPsec”, IP – Internet Protocol và sec – secure. Giao thức Internet là giao thức định tuyến chính được sử dụng trên Internet; nó chỉ định nơi dữ liệu sẽ đi bằng địa chỉ IP. IPsec an toàn vì nó bổ sung tính năng mã hóa và xác thực cho quy trình này.Hãy tưởng tượng bạn gửi một bức thư mà không bỏ vào phong bì. Bất kỳ ai nhặt được bức thư đó trên đường đi đều có thể đọc được nội dung bên trong.Tương tự như vậy, khi dữ liệu được truyền qua mạng mà không được mã hóa, nó cũng dễ bị xâm nhập và đánh cắp. IPsec đóng vai trò như một chiếc phong bì bảo mật, giúp bảo vệ dữ liệu của bạn khỏi những con mắt tò mò trong quá trình truyền đi.
ESP đảm bảo tính bảo mật cho dữ liệu bằng cách mã hóa toàn bộ gói tin, bao gồm cả phần đầu (header) và phần nội dung (payload). Điều này giúp ngăn chặn các hành vi như giả mạo, thay đổi dữ liệu và phát lại gói tin. Tuy nhiên, trong chế độ Giao thông, chỉ có phần nội dung được mã hóa.
AH không mã hóa dữ liệu như ESP, nhưng nó vẫn đảm bảo tính toàn vẹn, xác thực và chống lại các cuộc tấn công phát lại. Cơ chế chống phát lại của AH hoạt động bằng cách gán một số thứ tự duy nhất cho từng gói tin, giúp ngăn chặn kẻ tấn công lặp lại các gói tin cũ để thực hiện các hành vi độc hại. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng AH không bảo vệ nội dung của dữ liệu.
IKE (Internet Key Exchange) là một giao thức quan trọng trong việc thiết lập các kết nối mạng an toàn. Nó hoạt động như một "người trung gian", giúp hai thiết bị đồng ý về các thông số bảo mật và tạo ra một đường hầm ảo (cầu nối bảo mật - SA) để trao đổi dữ liệu một cách an toàn. Nhờ IKE, các gói tin được bảo vệ bằng các thuật toán mã hóa mạnh mẽ như SHA và MD5, đảm bảo tính toàn vẹn và xác thực của dữ liệu.Một khuôn khổ để xác thực và trao đổi khóa được cung cấp bởi giao thức quản lý khóa (ISAKMP) và cầu nối bảo mật Internet. Cách thiết lập cầu nối bảo mật (SA) và kết nối trực tiếp giữa hai máy chủ bằng IPsec được cung cấp bởi ISAKMP.
Các bước sau đây được thực hiện để kết nối IPsec:
Khóa cần thiết để mã hóa là một chuỗi ký tự ngẫu nhiên có thể được sử dụng để “khóa” (mã hóa) và “mở khóa” (giải mã) một tin nhắn. IPsec trao đổi khóa giữa các thiết bị được kết nối để thiết lập khóa. Điều này cho phép mỗi thiết bị giải mã tin nhắn của thiết bị kia.
Gói tin là đơn vị cơ bản để truyền dữ liệu trên mạng. Mỗi gói tin bao gồm phần đầu (header) chứa thông tin điều khiển như địa chỉ nguồn, địa chỉ đích, và phần dữ liệu (payload) chứa thông tin thực tế cần truyền. IPsec hoạt động bằng cách thêm vào phần đầu của gói tin một tiêu đề bảo mật.Tiêu đề này chứa thông tin về việc xác thực và mã hóa dữ liệu, đảm bảo rằng gói tin chỉ được gửi đến đúng người nhận và không bị thay đổi trong quá trình truyền
IPsec cung cấp xác thực cho tất cả các gói theo cách giống như tem xác thực được tìm thấy trên vật phẩm sưu tầm. Điều này đảm bảo rằng các gói đến từ một nguồn đáng tin cậy hơn là kẻ tấn công.
IPsec cung cấp một lớp bảo mật cao cho dữ liệu truyền qua mạng bằng cách mã hóa toàn bộ gói tin, bao gồm cả phần đầu (tiêu đề IP) và phần thân (tải trọng). Điều này có nghĩa là toàn bộ thông tin trong gói tin đều được bảo vệ, trừ khi người dùng chọn chế độ truyền tải. Nhờ vậy, dữ liệu được truyền đi một cách an toàn và riêng tư, đảm bảo rằng chỉ những người được ủy quyền mới có thể truy cập.Đọc thêm: Encryption – mã hóa là gì?
Để gửi các gói dữ liệu IPsec đã được mã hóa đến đích, chúng ta sử dụng các giao thức truyền tải. Khác với lưu lượng IP thông thường thường sử dụng TCP, lưu lượng IPsec thường ưu tiên UDP. TCP là một giao thức đảm bảo truyền tải tin cậy, trong khi UDP lại không. Việc sử dụng UDP cho phép IPsec linh hoạt hơn trong việc xuyên qua các tường lửa và các thiết bị mạng khác, đồng thời giảm thiểu độ trễ.
Cả hai là các công cụ bảo mật phổ biến được sử dụng cho kết nối VPN, nhưng chứng chỉ IPSec và SSL là hoàn toàn khác nhau và cần phân biệt rõ ràng giữa chúng.
IPsec hoạt động ở lớp mạng, tức là nó bảo vệ toàn bộ giao tiếp giữa hai thiết bị mạng, từ lớp ứng dụng cho đến lớp liên kết dữ liệu. Trong khi đó, SSL chỉ hoạt động ở lớp vận chuyển, tức là nó chỉ bảo vệ các kết nối cụ thể, thường là giữa trình duyệt web và máy chủ web.
Trong khi SSL tập trung vào việc bảo vệ dữ liệu truyền tải giữa máy khách và máy chủ, IPsec lại cung cấp một lớp bảo mật toàn diện hơn bằng cách mã hóa toàn bộ gói tin IP, bao gồm cả phần đầu chứa thông tin định tuyến. Nhờ đó, IPsec đảm bảo rằng toàn bộ dữ liệu được bảo vệ từ lúc gửi đi cho đến khi đến đích, ngăn chặn mọi sự can thiệp từ bên ngoài.
IPsec thường được tích hợp sâu vào hệ điều hành hoặc các thiết bị mạng như firewall, router, tạo thành một lớp bảo mật ở cấp độ mạng. Ngược lại, SSL/TLS chủ yếu hoạt động ở lớp ứng dụng, được tích hợp vào các trình duyệt web và máy chủ web, đảm bảo bảo mật cho các giao tiếp giữa máy khách và máy chủ.
IPsec thường được sử dụng để bảo mật các kết nối VPN (Mạng riêng ảo) site-to-site giữa các mạng, cho phép liên lạc an toàn qua các mạng công cộng như internet.SSL thường được sử dụng để bảo mật thông tin liên lạc giữa máy khách và máy chủ, chẳng hạn như bảo mật lưu lượng truy cập web giữa trình duyệt web và máy chủ web.